Sonochemistry: Poznámky k aplikácii

Sonochemistry je účinok ultrazvukovej kavitácie na chemických systémoch. Vzhľadom k extrémnym podmienkam, ktoré sa vyskytujú v cavitational “horúca škvrna”, výkon ultrazvuk je veľmi efektívna metóda na zlepšenie výsledkov reakcie (vyšší výnos, lepšia kvalita), Konverzia a trvanie chemickej reakcie. Niektoré chemické zmeny možno dosiahnuť iba ultrazvukom, ako nano-veľkosti cínu-povlak z titánu alebo hliníka.

Nižšie nájdete výber častíc a kvapalín so súvisiacimi odporúčaniami, ako zaobchádzať s materiálom, aby sa mlyn, rozptýliť, deaglomerovať alebo modifikovať častice pomocou ultrazvukového homogenizéra.

Nájsť nižšie niektoré ultrazvukom protokoly pre úspešné Sonochemical reakcie!

V abecednom poradí:

α-epoxyketóny – krúžok-otvorenie reakcie

Ultrazvukové aplikácie:
Katalyzátorové otváranie α-epoxyketónov sa vykonalo kombináciou ultrazvukových a fotochemických metód. 1-benzyl-2, 4, 6-trifenylpyridinium tetrafluoroborate (NBTPT) sa používali ako fotokatalyzátor. Kombináciou ultrazvukom (sonochemistry) a fotochémie týchto zlúčenín v prítomnosti NBTPT bol dosiahnutý otvor epoxidu Ring. Preukázalo sa, že použitie ultrazvuku zvýšilo rýchlosť reakcie vyvolanej fotografiou. Ultrazvuk môže vážne ovplyvniť fotokatalytický prsteň otvorenie α-epoxyketones prevažne kvôli efektívnej hromadnej prenos reaktantov a vzrušený stav NBTPT. Aj prenos elektrónu medzi aktívnymi druhmi v tomto homogénny systém pomocou ultrazvukom dochádza
rýchlejší ako systém bez ultrazvukom. Vyššie výnosy a kratšie reakcie časy sú výhody tejto metódy.

Kombinácia ultrazvuku a fotochémie vedie k zlepšenej reakcii otvárania krúžku α-epoxyketónov

Ultrazvukom asistované fotokatalytické otvorenie kruhu α-epoxyketónov (štúdia a grafika: ©Memarian et al 2007)

Sonication protokol:
α-epoxyketóny 1a-f a 1-benzyl-2,4,6-trifenylpyridíniumtetrafluórboritan 2 boli pripravené podľa uvedených postupov. Metanol bol zakúpený od spoločnosti Merck a pred použitím destilovaný. Použité ultrazvukové zariadenie bolo ultrazvukové sondové zariadenie UP400S od spoločnosti Hielscher Ultrasonics GmbH. S3 ultrazvukový ponorný roh (tiež známy ako sonda alebo sonotrode) vyžarujúci ultrazvuk 24 kHz pri úrovniach intenzity ladených až na maximálnu hustotu zvukového výkonu 460Wcm-2 minúty bola použitá. Sonikácia bola vykonaná na 100% (maximálna amplitúda 210 μm). Sonotrode S3 (maximálna ponorená hĺbka 90mm) bola ponorená priamo do reakčnej zmesi. UV žiarenie bolo vykonané s použitím 400 w vysokotlakového ortuťové lampy z Narva s chladením vzoriek v Duran pohári. Na 1H NMR spektrá zmesi fotoproduktov boli merané v CDCl3 roztoky obsahujúce tetramethylsilán (TMS) ako interný štandard na Bruker DRX-500 (500 MHz). Preparatívna vrstva chromatografie (PLC) bola vykonaná na 20 × 20 cm2 dosky potiahnuté 1mm vrstvou silikagélu Merck PF254 pripravené nanesením oxidu kremičitého ako kalu a sušenie vo vzduchu. Všetky produkty sú známe a ich spektrálne údaje boli hlásené skôr.
Odporúčanie zariadenia:
Up400s s ultrazvukový roh S3
Referenčné/výskumné knihy:
Memarian, Hamid R.; Saffar-Teluri, A. (2007): Fotosonochemický katalytický krúžok otváranie α-epoxyketónov. Beilstein vestník organickej chémie 3/2, 2007.

SonoStation je kompletné ultrazvukové nastavenie, ktoré je vhodné na spracovanie väčších objemov chemických činidiel pre zlepšenie rýchlosti chemických reakcií.

Sonostácia – jednoduché riešenie na kľúč pre ultrazvukové procesy

Žiadosť o informácie





Hliník/nikel katalyzátor: Nano-štruktúrovanie Al/ni zliatiny

Ultrazvukové aplikácie:
Al/ni častice môžu byť sonochemicky modifikované Nano-štruktúrovanie počiatočnej Al/ni zliatiny. Therbey sa vyrába účinný katalyzátor hydrogenácie acetophenónu.
Ultrazvukový príprava Al/ni katalyzátor:
5g komerčnej zliatiny Al/Ni boli rozptýlené v čistenej vode (50 ml) a sonikované až do 50 min. ultrazvukovým sondovým sonikátorom typu UIP1000hd (1kW, 20kHz) vybaveným ultrazvukovým rohom BS2d22 (plocha hlavy 3,8 cm2) a posilňovač B2-1.8. Maximálna intenzita bola vypočítaná na 140 WCM− 2 pri mechanickej amplitúde 106 μm. Aby sa predišlo nárastu teploty počas ultrazvukom, experiment bol vykonaný v termostatickej bunke. Po ultrazvukom, vzorka bola sušená pod vákuom s teplovzdušnou pištoľou.
Odporúčanie zariadenia:
Uip1000hd s sonotrode BS2d22 a posilňovač roh B2-1,2
Referenčné/výskumné knihy:
Dulle, Jana; Nemeth, Silke; Skorb, Ekaterina V.; Irrgang, Torsten; Senker, Jürgen; Kempe, Rhett; Fery, Andreas; Andreeva, Daria V. (2012): sonochemical Aktivácia Al/ni hydrogenácia Catalyst. Pokročilé funkčné materiály 2012. DOI: 10.1002/ADFM. 201200437

Bionafta transesterifikácia pomocou MgO katalyzátor

Ultrazvukové aplikácie:
Transesterifikačná reakcia bola študovaná pri konštantnom ultrazvukovom miešaní so sonicator UP200S pre rôzne parametre, ako je množstvo katalyzátora, molárny pomer metanolu a oleja, reakčná teplota a trvanie reakcie. Dávkové experimenty boli vykonané v reaktore z tvrdého skla (300 ml, vnútorný priemer 7 cm) s dvoma uzemnenými vekami. Jeden krk bol spojený s titánovou sonotródou S7 (priemer hrotu 7 mm) ultrazvukového procesora UP200S (200W, 24kHz). Ultrazvuková amplitúda bola nastavená na 50% s 1 cyklom za sekundu. Reakčná zmes bola sonikovaná počas reakčného času. Druhé hrdlo reaktorovej komory bolo vybavené upraveným, vodou chladeným kondenzátorom z nehrdzavejúcej ocele na spätný tok odpareného metanolu. Celý prístroj bol umiestnený v olejovom kúpeli s konštantnou teplotou riadenom proporcionálnym integrálnym derivačným regulátorom teploty. Teplotu je možné zvýšiť až na 65°C s presnosťou ±1°C. Ako materiál na transesterifikáciu bionafty bol použitý odpadový olej, 99,9% čistý metanol. Ako katalyzátor bol použitý dymom uložený nano-veľký MgO (horčíková stuha).
Vynikajúci výsledok konverzie bol získaný pri 1,5 WT% katalyzátora; 5:1 metanol olej molárny pomer pri 55 ° c, konverzia 98,7% bola dosiahnutá po 45 min.
Odporúčanie zariadenia:
UP200S s ultrazvukovou sonotrode S7
Referenčné/výskumné knihy:
Sivakumar, P.; Sankaranarayanan, S.; Renganathan, S.; Sivakumar, P. (): štúdie o sono-chemická produkcia bionafty pomocou dymu uložené nano MgO Catalyst. Bulletin chemického reakčného inžinierstva & Katalýza 8/ 2, 2013. 89 – 96.

Kadmia (II)-tioteacetamid nanokompozitná syntéza

Ultrazvukové aplikácie:
Nanokompozity kadmia(II)-tioacetamidu boli syntetizované v prítomnosti a neprítomnosti polyvinylalkoholu sonochemickou cestou. Na sonochemickú syntézu (sono-syntézu) sa 0,532 g dihydrátu octanu kademnatého (Cd(CH3COO)2.2H2O), 0,148 g tioacetamidu (TAA, CH3CSNH2) a 0,664 g jodidu draselného (KI) rozpustilo v 20 ml dvakrát destilovanej deionizovanej vody. Toto riešenie bolo sonikované s vysokovýkonným sondou typu ultrasonicator UP400S (24 kHz, 400W) pri izbovej teplote po dobu 1 hodiny. Počas ultrazvukom reakčnej zmesi sa teplota zvýšila na 70-80°C, meraná termočlánkom železo-konštantín. Po jednej hodine sa vytvorila jasne žltá zrazenina. Izoloval sa odstreďovaním (4 000 ot./min., 15 min), premyl sa dvakrát destilovanou vodou a potom absolútnym etanolom, aby sa odstránili zvyškové nečistoty, a nakoniec sa vysušil na vzduchu (výťažok: 0,915 g, 68%). december, s. 200°C. Na prípravu polymérneho nanokompozitu sa 1,992 g polyvinylalkoholu rozpustilo v 20 ml dvojnásobne destilovanej deionizovanej vody a potom sa pridalo do uvedeného roztoku. Táto zmes bola ožiarená ultrazvukom ultrazvukovou sondou UP400S po dobu 1 hodiny, keď sa vytvoril jasne oranžový produkt.
Výsledky SEM preukázali, že v prítomnosti PVA sa veľkosti častíc znížili z približne 38 nm na 25 nm. Potom sme syntetizované šesťhranné CdS nanočastice s sférickou morfológiou z tepelného rozkladu polymerického nanokompozitného, kadmium (II)-tioteacetamidu/PVA ako predchodcu. Veľkosť CD nanočastice bola meraná ako XRD a SEM a výsledky boli vo veľmi dobrej dohode so sebou.
Ranjbar et al. (2013) tiež zistil, že polymérová CD (II) nanocomposite je vhodným prekurzorom na prípravu nanočastíc sírovodíka so zaujímavými morógiou. Všetky výsledky ukázali, že Ultrazvukový syntézu môže byť zamestnaný úspešne ako jednoduchý, efektívny, nízkonákladové, šetrné k životnému prostrediu a veľmi sľubné metódy pre syntézu nanometrov materiálov bez nutnosti osobitných podmienok, ako je vysoká teplota, dlhá reakčná doba, a vysoký tlak.
Odporúčanie zariadenia:
Up400s
Referenčné/výskumné knihy:
Ranjbar, M.; Mostafa Yousefi, M.; Nozari, R.; Sheshmani, S. (2013): syntéza a charakterizácia kadmia-Thioacetamid Nanocomposites. Int. J. Nanosci. S nanotechnol. 9/4, 2013. 203-212.

Toto video ukazuje ultrazvukovú kavitáciu vyvolanú zmenu farby v kvapaline. Sonikačná liečba zintenzívňuje oxidačnú redoxnú reakciu.

Kavitáciou indukovaná zmena farby pomocou Sonicator UP400St

Miniatúra videa

CaCO3 – ultrasonicky potiahnuté kyselinou stearová

Ultrazvukové aplikácie:
Ultrazvukový povlak nano-vyzrážaný CaCO3 (NPCC) s kyselinou stearovou, aby sa zlepšila jeho disperzia v polyméri a aby sa znížila agglomeration. 2g nepotiahnutých nano-vyzrážaného CaCO3 (NPCC) bol sonikovaný sonikátorom UP400S v 30 ml etanolu. 9 hmotnostných % kyseliny stearovej bolo rozpustených v etanole. Etanol s kyselinou stearovou sa potom zmiešal so sonifikovanou suspenziou.
Odporúčanie zariadenia:
Up400s s priemerom 22mm sonotrode (H22D) a prietoková bunka s chladiacim plášťom
Referenčné/výskumné knihy:
Kow, K. W.; Abdullah, E. C.; Aziz, A. R. (2009): účinky ultrazvuku na povlak nano-vyzrážaný CaCO3 s kyselinou stearová. Ázia – tichomorský vestník chemického inžinierstva 4/5, 2009. 807-813.

Dusičnan Cerium dopoval silán

Ultrazvukové aplikácie:
Ako kovové podklady boli použité panely z uhlíkovej ocele valcované za studena (6,5 cm, 6,5 cm, 0,3 cm; chemicky čistené a mechanicky leštené). Pred nanesením náteru boli panely ultrazvukom očistené acetónom, potom vyčistené alkalickým roztokom (0,3mol roztoku L1 NaOH) pri 60 ° C počas 10 minút. Na použitie ako základný náter sa pred predbežnou úpravou substrátu zriedila typická formulácia obsahujúca 50 dielov γ-glycidoxypropyltrimetoxysilánu (γ-GPS) približne 950 dielmi metanolu s pH 4,5 (upraveným kyselinou octovou) a umožnila sa hydrolýza silánu. Postup prípravy dopovaného silánu s pigmentmi dusičnanu ceričitého bol rovnaký, okrem toho, že pred pridaním (γ-GPS) sa do roztoku metanolu pridalo 1, 2, 3 hm. % dusičnanu ceričitého, potom sa tento roztok miešal vrtuľovým miešadlom pri 1600 ot / min počas 30 minút pri izbovej teplote. Potom boli disperzie obsahujúce dusičnan ceričitý sonikované po dobu 30 minút pri 40 ° C s vonkajším chladiacim kúpeľom. Ultrazvukový proces bol vykonaný s ultrasonicator UIP1000hd (1000W, 20 kHz) so vstupným ultrazvukovým výkonom okolo 1 W / ml. Predbežná úprava substrátu sa uskutočnila opláchnutím každého panelu po dobu 100 sekúnd vhodným silánovým roztokom. Po ošetrení sa panely nechali schnúť pri izbovej teplote 24 hodín, potom boli vopred upravené panely potiahnuté epoxidom vytvrdeným amínom. (Epon 828, škrupina Co.) na vytvorenie hrúbky mokrého filmu 90 μm. Panely potiahnuté epoxidom sa nechali vytvrdzovať 1 hodinu pri teplote 115 ° C po vytvrdnutí epoxidových povlakov; Hrúbka suchého filmu bola asi 60 μm.
Odporúčanie zariadenia:
Uip1000hd
Referenčné/výskumné knihy:
Zaferani, S.H.; Peikari, M.; Zaarei, D.; Danaei, I. (2013): elektrochemické účinky na rozmnožované silánu obsahujúce dusičnan céru na katodických dislepenie vlastnosti epoxidovej potiahnuté ocele. Časopis adhézie vedy a techniky 27/22, 2013. 2411-2420.

Žiadosť o informácie





Meď-hliníkové rámce: syntéza poréznych rámcov Cu-Al

Ultrazvukové aplikácie:
Pórovitý meď – hliník stabilizovaný oxidom kovov je sľubným novým alternatívnym katalyzátorom propánu dehydrogenácie, ktorý je bez ušľachtilých alebo nebezpečných kovov. Štruktúra oxidovanej pórovitý Cu-Al zliatiny (kovová huba) je podobná Raney-typ kovov. High-výkon ultrazvuk je zelený chémia nástroj pre syntézu pórovitý meď-hliníkové rámce stabilizované oxid kovu. Sú lacné (výrobné náklady cca 3 EUR/liter) a metóda sa dá ľahko zmenšiť. Tieto nové porézne materiály (alebo "kovové hubky") majú zliatiny hromadne a oxidovaný povrch, a môže katalyzovať propán dehydrogenácie pri nízkych teplotách.
Postup pre prípravu ultrazvukového katalyzátora:
Päť gramov prášku zliatiny Al-Cu bolo rozptýlených v ultračistej vode (50 ml) a sonikáciou po dobu 60 minút pomocou sondy typu Hielscher sonicator UIP1000hd (20 kHz, max. výstupný výkon 1000W). Prístroj typu ultrazvukovej sondy bol vybavený sonotródou BS2d22 (oblasť hrotu 3.8cm2) a posilňovací roh B2 – 1.2. Maximálna intenzita bola vypočítaná na 57 W/cm2 pri mechanickej amplitúde 81 μm. Počas liečby bola vzorka ochladená v ľadovom kúpeli. Po ošetrení sa vzorka sušila pri 120 ° c počas 24 hodín.
Odporúčanie zariadenia:
Uip1000hd s sonotrode BS2d22 a posilňovač roh B2-1,2
Referenčné/výskumné knihy:
Schäferhans, Jana; Gómez-Quero, Santiago; Andreeva, Daria V.; Rothenberg, Gadi (2011): román a efektívne meď-hliník propán dehydrogenácia katalyzátory. Chem. EUR. J. 2011, 17, 12254-12256.

Degradácia medi phathlocyanínu

Ultrazvukové aplikácie:
Decolorizácia a zničenie metalloftalokyanínov
Meďnatý phathlocyanín je sonikovaný vodou a organickými rozpúšťadlami pri teplote okolia a atmosférickom tlaku v prítomnosti katalytického množstva oxidantu pomocou 500W ultrasonicator UIP500hd so skladacou žľabovou komorou na úrovni výkonu 37–59 W / cm2: 5 mL vzorky (100 mg/L), 50 D/D vody s choloformom a pyridínom pri 60% ultrazvukovej amplitúdy. Reakčná teplota: 20 ° c.
Odporúčanie zariadenia:
UIP500hd

Zlato: morfologická modifikácia zlatých nanočastíc

Ultrazvukové aplikácie:
Zlaté nano častice boli morfologicky modifikované pod intenzívne ultrazvukové ožarovanie. Ak chcete poistku zlaté nanočastice do činka-ako štruktúra ultrazvukové ošetrenie 20 min. v čistej vode a v prítomnosti povrchovo aktívnych látok bolo zistené dostatočné. Po 60 min. ultrazvukom, zlaté nanočastice získať červ-ako alebo prsteň-ako štruktúra vo vode. Tavený nanočastice s sférickými alebo oválnymi tvarmi boli rozpúšťadle tvorené v prítomnosti dodekyl sulfát sodný alebo dodekyl amín roztoky.
Protokol o ultrazvukové ošetrenie:
Pre ultrazvukovú modifikáciu sa koloidné zlaté riešenie pozostávajúce z vopred vytvorených zlatých nanočastíc chránených citrátom s priemerným priemerom 25nm (± 7nm) sonicated v uzavretej reaktorovej komore (približne 50 ml objemu). Koloidné zlaté riešenie (0,97 mmol · L-1.) bol rozpúšťadle ožiarený pri vysokej intenzite (40 W/cm-2 minúty) pomocou ultrazvukom Hielscher UIP1000hdT (20kHz, 1000W) vybavený sonotródou zo zliatiny titánu BS2d18 (priemer hrotu 0,7 palca), ktorý bol ponorený asi 2 cm pod povrchom sonikovaného roztoku. Koloidné zlato bolo splynované argónom (O2 < 2 ppmv, vzduchovú kvapalinu) 20 min. pred a počas sonikácie rýchlosťou 200 mL · min-1. na odstránenie kyslíka v roztoku. 35-mL časť každého roztoku povrchovo aktívnej látky bez pridania dihydrát citrátu sodného bola pridaná o 15 mL vopred vytvoreného koloidného zlata, prebodol s argónujúcim plynom 20 min. pred a počas ultrazvukovej liečby.
Odporúčanie zariadenia:
Uip1000hd s sonotrode BS2d18 a tok bunky reaktora
Referenčné/výskumné knihy:
Radziuk, D.; Grigoriev, D.; Zhang, W.; Su, D.; Möhwald, H.; Shchukin, D. (2010): ultrazvuk-asistovanej fúzie vopred vytvorených zlatých nanočastíc. Vestníku fyzikálnej chémie C 114, 2010. 1835 – 1843.

Anorganické hnojivo – Vylúhovanie cu, CD a PB pre analýzu

Ultrazvukové aplikácie:
Extrakcia cu, CD a PB z anorganických hnojív na analytické účely:
Pre ultrazvukovú extrakciu medi, olova a kadmia, vzorky obsahujúce zmes hnojiva a rozpúšťadla sú sonikované ultrazvukovým zariadením, ako je VialTweeter sonicator pre nepriamu ultrazvukom. Vzorky hnojív boli sonikované v prítomnosti 2 ml 50% (v/v) HNO3 v sklenených trubiciach po dobu 3 minút. Výťažky z cu, CD a PB môžu byť určené plameňom atómovej absorpčnej spektrometrie (FAAS).
Odporúčanie zariadenia:
VialTweeter
Referenčné/výskumné knihy:
Lima, A. F.; Richter, E. M.; Muñoz, R. A. A. (2011): Alternatívna analytická metóda na stanovenie kovov v anorganických hnojivách na základe ultrazvukového asistovaného extrakcie. Časopis brazílskej chemickej spoločnosti 22/8. 2011.1519-1524.

Latex syntéza

Ultrazvukové aplikácie:
Príprava P (St-BA) latex
Poly(styrén-r-butylakrylát) P(St-BA) latexové častice boli syntetizované emulznou polymerizáciou v prítomnosti povrchovo aktívnej látky DBSA. 1 g DBSA sa najprv rozpustil v 100 ml vody v banke s tromi hrdlami a hodnota pH roztoku sa upravila na 2,0. Do roztoku DBSA sa naliali zmiešané monoméry 2,80 g St a 8,40 g BA s iniciátorom AIBN (0,168 g). O/W emulzia bola pripravená magnetickým miešaním po dobu 1 hodiny, po ktorej nasledovala ultrazvukom so sonikátorom UIP1000hd vybaveným ultrazvukovým rohom (sonda / sonotróda) ďalších 30 min. v ľadovom kúpeli. Nakoniec sa polymerizácia uskutočnila pri teplote 90 ° C v olejovom kúpeli počas 2 hodín v dusíkovej atmosfére.
Odporúčanie zariadenia:
Uip1000hd
Referenčné/výskumné knihy:
Výroba pružných vodivých filmov odvodených z poly (3, 4-ethylenedioxythiophene) epoly (kyselina styrenesulfonová) (PEDOT: PSS) na substráte netkané tkaniny. Materiály chémia a fyzika 143, 2013. 143-148.
Kliknite tu sa dozviete viac o sono-syntéza latexu!

Odstránenie olova (sono-Leaching)

Ultrazvukové aplikácie:
Ultrazvukové vylúhovanie olova z kontaminovanej pôdy:
Experimenty s ultrazvukovým vylúhovaním boli vykonané s ultrazvukovým homogenizátorom UP400S s titánovou sondovou sondou (priemer 14 mm), ktorá pracuje pri frekvencii 20 kHz. Ultrazvuková sonda (sonotróda) bola kalorimetricky kalibrovaná s ultrazvukovou intenzitou nastavenou na 51 ± 0,4 W cm-2 minúty pre všetky sono-lúhovanie experimenty. Experimenty sono-lúhovania boli termouvedené pomocou plochej spodnej sklenenej bunky pri teplote 25 ± 1 ° c. V rámci ultrazvukom boli použité tri systémy ako roztoky na vylúhovanie pôdy (0,1 L): 6 mL 0,3 mol L-2 minúty roztoku kyseliny octovej (pH 3,24), 3% (v/v) roztoku kyseliny dusičnej (pH 0,17) a tlmivého roztoku kyseliny octovej/acetátu (pH 4,79) pripraveného zmiešaním 60mL 0f 0,3 mol L-1. kyselina octová s 19 mL 0,5 mol L-1. Naoh. Po procese sono-lúhovania boli vzorky filtrované pomocou filtračného papiera, aby sa oddelilo priesakového roztoku z pôdy a následne viedol elektroukladanie roztoku výluhu a trávenie pôdy po aplikácii ultrazvuku.
Ultrazvuk bol preukázateľne cenným nástrojom pri zvyšovaní priesakovej olova z znečisťujú pôdu. Ultrazvuk je tiež efektívna metóda pre takmer úplné odstránenie letovo olova z pôdy, čo vedie k oveľa menej nebezpečné pôdy.
Odporúčanie zariadenia:
Up400s s sonotrode H14
Referenčné/výskumné knihy:
Sandoval-González, A.; Silva-Martínez, S.; Blass-Amador, G. (2007): ultrazvuk Leaching a elektrochemické ošetrenie kombinované pre olovo odstránenie pôdy. Časopis nových materiálov pre elektrochemické systémy 10, 2007. 195-199.

Pbs – Olovo sulfidu nanočastíc syntéza

Ultrazvukové aplikácie:
Pri izbovej teplote 0,151 g octanu olova (PB (CH3COO) 2.3 H2O) a 0,03 g TAA (CH3V meste CSNH2) boli pridané do 5 ml iónovej kvapaliny, [EMIM] [EtSO4] a 15 ml dvojitej destilovanej vody v 50 ml kadičke uloženej na ultrazvukové ožarovanie Hielscher sonicator UP200S po dobu 7 minút. Hrot ultrazvukovej sondy / sonotródy S1 bol ponorený priamo do reakčného roztoku. Vytvorená tmavohnedá farebná suspenzia bola odstredená, aby sa zrazenina dostala von, a dvakrát sa premyla dvojnásobne destilovanou vodou a etanolom, aby sa odstránili nezreagované činidlá. Na preskúmanie účinku ultrazvuku na vlastnosti výrobkov sa pripravila ešte jedna porovnávacia vzorka, ktorá udržiavala konštantné reakčné parametre okrem toho, že produkt sa pripravuje za nepretržitého miešania počas 24 hodín bez pomoci ultrazvukového žiarenia.
Ultrazvuková-Asistovaná syntéza vo vodnej iónovej kvapaline pri izbovej teplote bola navrhnutá na prípravu PbS nanočastíc. Táto izba-teplota a ekologicky neškodná zelená metóda je rýchla a šablóna-Free, ktorá skracuje čas syntézy pozoruhodne a vyhýba komplikované syntetické postupy. Ako-pripravené nanoklastre ukazujú obrovský modrý posun 3,86 eV, ktoré možno pripísať na veľmi malé veľkosti častíc a kvantového znečistenia efekt.
Odporúčanie zariadenia:
UP200S
Referenčné/výskumné knihy:
Behboudnia, M.; Habibi-Yangjeh, A.; Jafari-Tarzanag, Y.; Khodayari, A. (2008): facile a izbovej teplote príprava a charakterizácia PbS nanočastice vo vodnom [EMIM] [EtSO4] iónová kvapalina pomocou ultrazvukového ožarovania. Bulletin Kórejskej chemickej spoločnosti 29/1, 2008. 53-56.

Degradácia fenolov

Ultrazvukové aplikácie:
Rokhina et al. (2013) použila kombináciu kyseliny peroctovej (PAA) a heterogénneho katalyzátora (MnO2) na degradáciu fenolu vo vodnom roztoku pod ultrazvukovým ožarovaním. Ultrazvukom bola vykonaná pomocou 400W sondy-typ ultrasonicator UP400S, ktorý je schopný sonikovať buď nepretržite alebo v pulznom režime (t.j. 4 sek. zapnuté a 2 sek. vypnuté) pri pevnej frekvencii 24 kHz. Vypočítaný celkový príkon, hustota výkonu a intenzita energie rozptýlená do systému boli 20 W, 9,5×10-2 minúty Š/cm-3a 14,3 W/cm-2 minúty, v uvedenom poradí. Pevná energia bola použitá počas experimentov. Na reguláciu teploty vo vnútri reaktora bola použitá ponorná obehová jednotka. Skutočná doba ultrazvukom bola 4 hodiny, hoci skutočný reakčný čas bol 6 hodín kvôli operácii v pulznom režime. V typickom experimente bol sklenený reaktor naplnený 100 ml roztoku fenolu (1,05 mM) a príslušnými dávkami katalyzátora MnO2 a PAA (2%) v rozmedzí 0–2 g L-1. a 0 – 150 ppm, respektíve. Všetky reakcie sa vykonali pri neutrálnom pH, atmosférickom tlaku a izbovej teplote (22 ± 1 ° c).
Ultrazvukom sa povrch katalyzátora zvýšil, čo vedie k 4-násobku väčšej povrchovej ploche bez zmeny v konštrukčnej oblasti. Frekvencie obratu (TOF) sa zvýšili zo 7 x 10-3 až 12,2 x 10-3 Min-1., v porovnaní s tichým procesom. Okrem toho sa nezistila žiadna významná vylúhovanie katalyzátora. Izotermická oxidácia fenolu pri relatívne nízkych koncentráciách reagencií preukázala vysokú mieru odstránenia fenolu (až do 89%) pri miernych podmienkach. Vo všeobecnosti ultrazvuk zrýchlil proces oxidácie počas prvých 60 min. (70% odstránenia fenolu oproti 40% počas tichého ošetrenia).
Odporúčanie zariadenia:
Up400s
Referenčné/výskumné knihy:
Rokhina, E. V.; Makarova, K.; Lahtinen, M.; Golovina, E. A.; Van as, H.; Virkutyte, J. (2013): ultrazvuk-asistovanej MnO2 katalyzovaná homolýza kyseliny peroctovej pre degradáciu fenolu: hodnotenie procesu chémie a kinetiky. Chemický inžinierstva vestník 221, 2013. 476 – 486.

Fenol: oxidácia fenolu pomocou RuI3 ako katalyzátor

Ultrazvukové aplikácie:
Heterogénna vodná oxidácia fenolu nad RuI3 s peroxidom vodíka (H2O2): Katalytická oxidácia fenolu (100 ppm) nad RuI3 ako katalyzátor bol študovaný v 100 ml sklenenom reaktore vybavenom magnetickým miešadlom a regulátorom teploty. Reakčná zmes sa miešala rýchlosťou 800 ot / min počas 1 - 6 hodín, aby sa zabezpečilo úplné premiešanie pre rovnomerné rozloženie a úplnú suspenziu častíc katalyzátorov. Počas ultrazvukom sa neuskutočnilo žiadne mechanické miešanie roztoku kvôli narušeniu spôsobenému osciláciou a kolapsom bublín kavitácie, čím sa zabezpečilo mimoriadne účinné miešanie. Ultrazvukové ožarovanie roztoku sa uskutočnilo ultrazvukovým prevodníkom UP400S vybaveným ultrazvukovým (tzv. Sonicator typu sondy), schopným pracovať buď nepretržite alebo v pulznom režime pri pevnej frekvencii 24 kHz a maximálnom výkone 400W.
Pre experiment, neliečenej RuI3 ako katalyzátor (0,5 – 2 gL-1.) bol zavedený ako suspenzia do reakčného média s následným pridaním H2O2 (30%, koncentrácia v rozmedzí 200 – 1200 ppm).
Rokhina et al. nájdené vo svojej štúdii, že ultrazvukové ožarovanie zohrávala významnú úlohu v modifikácii katalyzátora texturní vlastnosti, produkovať mikropórovitý štruktúru s vyššou povrchovou plochou v dôsledku fragmentácie katalyzátora častíc. Okrem toho mal propagačný účinok, ktorý zabraňuje aglomerácii častíc katalyzátora a zlepšuje dostupnosť fenolu a peroxidu vodíka na aktívne miesta katalyzátora.
Dvojnásobné zvýšenie účinnosti ultrazvukom asistovaného procesu v porovnaní s tichým oxidačným procesom sa pripisovalo zlepšenému katalytickému správaniu katalyzátora a tvorbe oxidujúcich druhov, ako sú •OH, •HO2 a •I2 prostredníctvom vodíkových dlhopisov štiepenie a rekombinácie radikálov.
Odporúčanie zariadenia:
Up400s
Referenčné/výskumné knihy:
Rokhina, E. V.; Lahtinen, M.; Nolte, M. C. M.; Virkutyte, J. (2009): Ultrazvuk-pomáhal heterogénny ruthenium katalyzované mokré peroxid oxidácia fenolu. Aplikovaná katalýza B: environmentálne 87, 2009. 162 – 170.

PLA potiahnuté AG/ZnO častice

Ultrazvukové aplikácie:
PLA povlak častíc Ag/ZnO: Mikro- a submikročastice Ag/ZnO potiahnuté PLA boli pripravené technikou odparovania rozpúšťadla emulzie oleja vo vode. Táto metóda bola vykonaná nasledujúcim spôsobom. Po prvé, 400 mg polyméru sa rozpustilo v 4 ml chloroformu. Výsledná koncentrácia polyméru v chloroforme bola 100 mg/ml. Po druhé, roztok polyméru bol emulgovaný vo vodnom roztoku rôznych povrchovo aktívnych systémov (emulgačné činidlo, PVA 8-88) za nepretržitého miešania s homogenizátorom pri rýchlosti miešania 24 000 ot / min. Zmes sa miešala 5 min. a počas tejto doby sa formovacia emulzia ochladila ľadom. Pomer medzi vodným roztokom povrchovo aktívnej látky a chloroformovým roztokom PLA bol identický vo všetkých experimentoch (4:1). Následne bola získaná emulzia ultrazvukom ultrazvukovým sondovým zariadením UP400S (400W, 24kHz) po dobu 5 min. pri cykle 0,5 a amplitúde 35%. Nakoniec sa pripravená emulzia preniesla do Erlenmayerovej banky, miešala sa a organické rozpúšťadlo sa z emulzie odparilo pod zníženým tlakom, čo nakoniec vedie k tvorbe časticovej suspenzie. Po odstránení rozpúšťadla sa suspenzia trikrát odstredila, aby sa odstránil emulgátor.
Odporúčanie zariadenia:
Up400s
Referenčné/výskumné knihy:
Kucharczyk, P.; Sedlarik, V.; Stloukal, P.; Bazant, P.; Koutny, M.; Gregorova, A.; Kreuh, D.; Kuritka, I. (2011): Poly (L-mliečna kyselina) potiahnuté mikrovlnná rúra syntetizované hybridné antibakteriálne častice. Nanocon 2011.

Polyanilínové kompozitné

Ultrazvukové aplikácie:
Príprava vody-založené self-doped nano polyanilín (SPAni) kompozitné (SC-WB)
Na prípravu kompozitu SPAni na báze vody, 0,3 g SPAni, syntetizovaný pomocou in-situ polymerizácie v médiu ScCO2, bol zriedený vodou a sonikovaný po dobu 2 minút ultrazvukovým homogenizátorom 1000W UIP1000hd. Potom sa suspenzný produkt homogenizoval pridaním 125 g matrice tužidla na vodnej báze po dobu 15 minút. a konečná ultrazvukom sa uskutočnila pri teplote okolia po dobu 5 minút.
Odporúčanie zariadenia:
Uip1000hd
Referenčné/výskumné knihy:
Bagherzadeh, M.R.; Mousavinejad, T.; Akbarinezhad, E.; Ghanbarzadeh, A. (2013): ochranný výkon na báze vody epoxidový povlak obsahujúci ScCO2 syntetizovaný self-Doped Nanopolyanilín. 2013.

Polycyklické aromatické uhľovodíky: Sonochemická degradácia naftalénu, Acenaphén a Phenanthrene

Ultrazvukové aplikácie:
Na sonochemickú degradáciu polycyklických aromatických uhľovodíkov (PAH) naftalénu, acenaftylénu a fenantrénu vo vode boli zmesi vzoriek sonikované pri teplote 20 ° C a 50 μg / l každej cieľovej PAH (150 μg / l celkovej počiatočnej koncentrácie). Ultrazvukom bol aplikovaný ultrazvukom typu UP400S (400W, 24kHz), ktorý je schopný pracovať buď v kontinuálnom alebo pulznom režime. Sonicator UP400S bol vybavený titánovou sondou H7 s hrotom priemeru 7 mm. Reakcie sa uskutočnili v 200 ml valcovitej sklenenej reakčnej nádobe s titánovým rohom namontovaným na vrchu reakčnej nádoby a utesneným pomocou O-krúžkov a teflónového ventilu. Reakčná nádoba bola umiestnená do vodného kúpeľa na reguláciu procesnej teploty. Aby sa zabránilo fotochemickým reakciám, nádoba bola pokrytá hliníkovou fóliou.
Výsledky analýz ukázali, že Konverzia Pau sa zvyšuje s rastúcou dobou trvania ultrazvukom.
Pre naftalén, Rozpúšťadle asistovanej konverzie (ultrazvuková sila nastavená na 150W) vzrástol z 77,6% dosiahnuté po 30 min. ultrazvukom na 84,4% po 60 min. ultrazvukom.
Pre acenaphén, Rozpúšťadle asistovanej konverzie (ultrazvuková sila nastavená na 150W) vzrástol z 77,6% dosiahnuté po 30 min. ultrazvukom s 150W ultrazvukovou silou na 84,4% po 60 min. ultrazvukom s 150W ultrazvuk zvýšil z 80,7% dosiahnutá po 30 min. ultrazvukom s 150W ultrazvukovou silou na 96,6% po 60 min. ultrazvukom.
Pre phenanthrene, Rozpúšťadle asistovanej konverzie (ultrazvuková sila nastavená na 150W) vzrástol z 73,8% dosiahnuté po 30 min. ultrazvukom na 83,0% po 60 min. ultrazvukom.
Na zvýšenie účinnosti degradácie môže byť peroxid vodíka využitý efektívnejšie pri pridaní železného iónu. Preukázalo sa, že pridanie železného iónu má synerggetické účinky simulujúce reakciu ako Fenton.
Odporúčanie zariadenia:
Up400s s H7
Referenčné/výskumné knihy:
Psillakis, E.; Goula, G.; Kalogerakis, N.; Mantzavinos, D. (2004): degradácia polycyklických aromatických uhľovodíkov vo vodných roztokoch ultrazvukovým žiarením. Vestník nebezpečných materiálov B108, 2004. 95 – 102.

Odstránenie oxidu vrstvou z substrátov

Ultrazvukové aplikácie:
Na prípravu podkladu pred rastúce CuO nanodrôty na cu substrátov, vnútorná vrstva oxidu na povrchu cu bol odstránený ultrazvukom vzorky v 0,7 M kyselina chlorovodíková na 2 min. s Hielscher UP200S. Vzorka bola rozpúšťadle vyčistená v acetón po dobu 5 min. na odstránenie organických kontaminantov, dôkladne opláchnuť deionizovanou (di) vodou, a sušené v stlačenom vzduchu.
Odporúčanie zariadenia:
UP200S alebo UP200St
Referenčné/výskumné knihy:
Mashock, M.; Yu, K.; Cui, S.; Mao, S.; Lu, G.; Chen, J. (2012): modulácia plynu snímanie vlastnosti CuO Nanodrôty prostredníctvom vytvorenie diskrétne Nanosized p − n križovatky na ich povrchu. Použité materiály ACS & Rozhrania 4, 2012. 4192 − 4199.

Žiadosť o informácie





Ultrazvukové high-shear homogenizers sa používajú v laboratóriu, bench-top, pilotné a priemyselné spracovanie.

Hielscher Ultrazvukom vyrába vysokovýkonné ultrazvukové homogenizátory pre miešanie aplikácií, disperzie, emulgácie a extrakcie na laboratórne, pilotné a priemyselné meradle.

Pokusy o voltametrie

Ultrazvukové aplikácie:
Pre ultrazvukom zosilnené voltampérometrické experimenty, Hielscher 200 watts ultrasonicator UP200S vybavený skleneným rohom (hrot s priemerom 13 mm) bol použitý. Ultrazvuk bol aplikovaný s intenzitou 8 W/cm– 2,
Vzhľadom na pomalú rýchlosť šírenia nanočastíc vo vodných roztokoch a vysokého počtu Redox centier na nanočastu je priamym riešením-fázovou voltametrou nanoparticle dominujú adsorpcie účinky. S cieľom odhaliť nanočastice bez akumulácie v dôsledku adsorpcie sa musí zvoliť experimentálny prístup s (i) dostatočne vysokou koncentráciou nanočastíc, (II) malými elektródami na zlepšenie pomeru signálu k zadnej strane, alebo (III) veľmi rýchlo hromadnej dopravy.
Preto McKenzie et al. (2012) zamestnaný výkon ultrazvuk drasticky zlepšiť rýchlosť hromadnej dopravy nanočastíc smerom k povrchu elektródy. Pri ich experimentálnom nastavení je elektróda priamo vystavená ultrazvuku s vysokou intenzitou s 5 mm vzdialenosťou od elektródy k rohu a 8 W/cm– 2 Intenzita ultrazvukom, čo vedie k miešaniu a kavitačnému čisteniu. Testovací redoxný systém, jednoelektrónová redukcia Ru(NH3)63 + vo vodnom 0,1 M KCl bol zamestnaný na kalibráciu rýchlosti hromadnej dopravy dosiahnutej za týchto podmienok.
Odporúčanie zariadenia:
UP200S alebo UP200St
Referenčné/výskumné knihy:
McKenzie, K. J.; Marken, F. (2001): priama elektrochémia nanopartikulátu Fe2O3 vo vodnom roztoku a adsorb na cín-doped oxid indium. Čistá Aplikovaná chémia, 73/12, 2001. 1885 – 1894.

Sonikátory pre sonochemické reakcie z laboratória do priemyselného meradla

Hielscher ponúka celý rad ultrasonicators od ručného laboratórneho homogenizátora až po plné priemyselné ultrazvukom pre vysokoobjemové prúdy. Všetky výsledky dosiahnuté v malom rozsahu počas skúšania, R&D and optimization of an ultrasonic process, can be >linearly scaled up to full commercial production. Hielscher sonicators sú spoľahlivé, robustné a postavené pre prevádzku 24/7.
Opýtajte sa nás, ako hodnotiť, optimalizovať a škálovať svoj proces! Sme radi, že vám pomôžeme počas všetkých fáz – od prvých testov a optimalizácie procesov až po inštaláciu vo vašej priemyselnej výrobnej linke!

Kontaktuj nás! / Opýtajte sa nás!

Požiadajte o ďalšie informácie

Použite nižšie uvedený formulár a požiadajte o ďalšie informácie o našich sonikátoroch, sonochemických aplikáciách a cene. Radi s vami prediskutujeme váš chemický proces a ponúkneme vám ultrazvukový homogeizér spĺňajúci vaše požiadavky!









Vezmite prosím na vedomie naše Zásady ochrany osobných údajov,


Ultrasonicator UP200St (200W) disperzia uhlík čierna vo vode pomocou 1%wt Tween80 ako povrchovo aktívna látka.

Ultrazvuková disperzia uhlíkovej čiernej pomocou ultrasonicator UP200St

Miniatúra videa

Príklady ultrazvukovo zlepšenej chemickej reakcie vs konvenčné reakcie

Nasledujúca tabuľka poskytuje prehľad niekoľkých bežných chemických reakcií. Pre každú reakciu sa porovnáva konvenčná reakcia vs ultrazvukovo zosilnená reakcia, pokiaľ ide o výnos a rýchlosť konverzie.
 

reakciaReakčný čas – KonvenčnýReakčný čas – Ultrazvukomvýnos – Konvenčné (%)výnos – Ultrazvuk (%)
Diels-Alderova cyklizácia35 h3.5 h77.997.3
Oxidácia indanu na indan-1-ón3 h3 hmenej ako 27 %73%
Redukcia metoxyaminosilánuŽiadna reakcia3 h0%100%
Epoxidácia nenasýtených tukových esterov s dlhým reťazcom2 h15 min48%92%
Oxidácia arylalkánov4 h4 h12%80%
Michaelovo pridanie nitroalkánov do monosubstituovaných α,β-nenasýtených esterov2 dni2 h85%90%
Oxidácia manganistanu 2-oktanolu5 h5 h3%93%
Syntéza chalkónov CLaisen-Schmidtovou kondenzáciou60 min10 min5%76%
UIllmannova väzba 2-jódonitrobenzénu2 h2Hmenej opálenia 1,5%70.4%
Reformatsky reakcia12h30 min50%98%

(porov. Andrzej Stankiewicz, Tom Van Gerven, Georgios Stefanidis: Základy intenzifikácie procesov, prvé vydanie. Publikované v roku 2019 Wiley)

Fakty stojí za to vedieť

Ultrazvukové tkanivové homogenizátory sa používajú pre rozmanité procesy a priemyselné odvetvia. V závislosti od konkrétnej aplikácie, pre ktorú sa sonicator používa, sa označuje ako sondový ultrazvuk, sonický lyzér, sonolyzér, ultrazvukový disruptor, ultrazvuková brúska, sono-ruptor, sonifikátor, zvukový dismembrátor, bunkový disruptor, ultrazvukový rozptyľovač alebo rozpúšťadlo. Rôzne pojmy poukazujú na konkrétnu aplikáciu, ktorá je splnená ultrazvukom.



Vysoko výkonné ultrazvukom! Produktový rad Hielscher pokrýva celé spektrum od kompaktného laboratórneho ultrasonicator cez stolové jednotky až po plne priemyselné ultrazvukové systémy.

Hielscher Ultrasonics vyrába vysokovýkonné ultrazvukové homogenizers z laboratórium na priemyselnej veľkosti.


Radi prediskutujeme váš proces.

Poďme sa skontaktovať.